CN103807564B - 一种环氧玻纤增强管道补口方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环氧玻纤增强管道补口方法，其工艺流程经过补口表面喷砂处理、补口表面气体处理和补口表面防腐等步骤，对补口区域的PE材料采用气体处理剂进行极化处理，处理过程简单，表面处理均匀；防腐结构同管体有效地形成一体，防腐结构长期性能稳定，使用寿命长，选用耐高温性能的无溶剂涂料和高强玻璃纤维布，能够满足高温环境的应用，在克服传统热收缩套（带）的固有技术缺陷的同时，增强了补口结构的硬度和耐磨性能。本发明工艺简单、操作简便、粘接力强、防腐性能高、适应温度范围广，便于推广应用。

Description

一种环氧玻纤增强管道补口方法
技术领域
本发明涉及钢制管道施工技术领域，具体地说是涉及一种环氧玻纤增强管道补口方法。
背景技术
管道施工广泛存在于石油、化工、电力、通讯、市政及建筑等多个行业，在管道施工中所使用的钢制管道，必须是经过防腐处理的管道，3PE防腐结构是管道外防腐比较普遍采用的防腐结构，实践证明这种防腐结构具有比较理想的综合性能，而在管道施工中，钢制管道接口焊缝处的防腐是在施工现场完成的，其所采用的管道补口防腐技术的性能对管道的整体防腐效果具有重大的影响，从某种程度上讲，其决定了管道防腐效果的成败。3PE防腐管的接口焊缝防腐普遍地采用热缩套(带)补口技术，该技术采用环氧底漆上加热收缩套(带)，热收缩套(带)的结构为收缩底材加热熔胶的复合结构，实际的施工方法为：对补口底材进行处理后涂刷上环氧底漆、底漆实干后包缚上收缩套(带)、然后将热收缩套(带)加热使其受热收缩，同时使热收缩套(带)上的热熔胶受热融化，加热到合适的程度后停止加热，待热收缩套(带)自然冷却后固定在补口处。这种传统的热缩套(带)补口技术在使用中存在的缺点是：热收缩套(带)补口技术没有解决补口材料同PE基材的有效黏结问题，包括底漆同补口区域的PE材料的黏结以及热收缩套(带)同底漆和PE的黏结，随着环境应力的破坏，热收缩套(带)易发生松弛脱离现象，导致补口区域的防腐效果差；热收缩套(带)补口技术对加热操作的要求高，加热程度必须严格控制，加热不充分时热熔胶不完全融化，导致热收缩套(带)结构中存在空隙或黏结缺陷，形成防腐薄弱处；加热过度时将使热收缩套(带)炭化，导致热收缩套(带)带损坏；热缩套(带)补口技术受热熔胶耐温性的限制，其应用温度范围偏低。为了解决传统的热缩套(带)补口技术中出现的这些问题，本申请人研发了一种新的管道补口方法，并获得了中国专利，专利号为：ZL200710301715.0；专利名称为：一种管道补口方法。该方法以环氧涂料为主体补口防腐材料，其通过气体处理剂对补口区域进行处理，气体中的成分分子和补口区域搭接的PE之间产生化学反应，使PE表面极性化，而环氧涂料也是极性化材料，两者之间通过形成化学键实现了化学粘接，粘接强度高，环氧涂料与裸露的钢材之间的粘接力能达到10MPa以上，与PE之间的粘接力能达到5MPa以上，有效的解决了上述传统热缩套(带)补口技术出现的问题。但在含砂石的土质环境中，防腐施工更希望有一种具备以下特点的补口技术：在克服传统热收缩套(带)的固有技术缺陷的同时，增强补口结构的硬度和耐磨性能，并且能一次性涂刷成型，因此，对中围专利号为：ZL200710301715.0；专利名称为：一种管道补口方法的专利技术进行改进，是本申请人当前的重要任务。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种工艺简单、操作简便、粘接力强、防腐性能高并对管道起增强作用的环氧玻纤增强管道补口方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案，一种环氧玻纤增强管道补口方法，其工艺步骤如下：
a.补口表面喷砂处理
将补口表面金属物体表面进行垂直喷砂处理到Sa2.5级或手工打磨处理到St3.0级，表面粗糙度达到40-80微米，沿管道轴向方向距裸露金属与PE交界处至少5cm以内的PE表面进行喷砂或手工打磨处理，处理后的金属和PE表面用高压空气或采用刷子手工清扫方法吹扫干净；
b.补口表面气体处理
用塑料膜和胶带将表面处理后的补口区域密封，密封时须确保密封区域内有一定的空间并确保无漏气处，将气体处理剂注入密封的区域内，保持一段时间，气体处理剂注入后保持5-10分钟后，用尾气处理装置将密封区域内的处理剂抽出，然后将塑料膜去除；
C.补口表面防腐
补口表面气体处理后，在去掉塑料密封膜后的10分钟内涂刷防腐涂料中的底漆，金属区域的涂层厚度不低于500微米、PE区域的涂层厚度不低于300微米，涂刷过程中应随时用湿膜测厚仪检测湿膜厚度，涂料涂装完毕后，在涂料表面缠上一层高强玻璃纤维布，高强玻璃纤维布表面再涂上一层涂料面漆，涂装完毕后整个防腐层厚度不低于1500微米。
上述所述的步骤b中的气体处理剂由强氧化性气体二氧化氮、臭氧、氟气和非活性气体氮气混合组成，其成分含量范围为：
二氧化氮：1％-10％
臭氧：1％-10％
氟气：1％-10％
氮气：1％-99％
上述所述氮气也可由氦气、氖气或氩气替换使用；而非活性气体氦气、氮气、氖气、氩气既可单一使用，也可混合使用，其在气体处理剂中所占比例为1％-99％。
上述所述二氧化氮、臭氧、氟气、氦气、氮气、氖气、氩气的比例为体积百分比，其比例之和应为100％。
上述所述步骤c中所使用的防腐涂料为双组分无溶剂液体环氧涂料，包括环氧类、聚氨酯类极性涂料，可以是单一型号的涂料，也可以是不同型号的涂料。
上述所述步骤c中所使用的高强玻璃纤维布为无碱玻璃纤维布，不含蜡，单位面积质量为200～300g/m2，径向与纬向拉伸断裂强力不低于180N/25mm。
本发明工艺方法的原理是通过气体处理剂对补口区域的PE进行极化处理，气体中的成分分子与补口区域的PE之间发生化学反应，使非极性表面极性化，而根据工程的具体防腐要求而采用的涂料也属于极性材料，因此涂料同补口区域的PE材料能有效地结合，其附着力达5MPa以上。
本工艺方法还具有以下优点：
该技术发明对补口区域的PE材料采用气体处理剂进行极化处理，处理过程简单，表面处理均匀；防腐结构同管体有效地形成一体，防腐结构长期性能稳定，使用寿命长，选用耐高温性能的无溶剂涂料和高强玻璃纤维布，能够满足高温环境的应用，在克服传统热收缩套(带)的固有技术缺陷的同时，增强了补口结构的硬度和耐磨性能。
本发明工艺简单、操作简便、粘接力强、防腐性能高、适应温度范围广，达到了发明目的。
具体实施方式：
下面通过实施例详述本发明，一种环氧玻纤增强管道补口方法，其工艺步骤如下：
a.补口表面喷砂处理
将补口表面金属物体表面进行垂直喷砂处理到Sa2.5级，表面粗糙度达到60微米，沿管道轴向方向距裸露金属与PE交界处5cm以内的PE表面都进行喷砂打磨处理，处理后的金属和PE表面用高压空气方法吹净；
b.补口表面气体处理
用塑料膜和胶带将表面处理后的补口区域密封，密封时确保密封区域内有一定的空间并确保无漏气处，将气体处理剂注入密封的区域内，保持5分钟后，用尾气处理装置将密封区域内的处理剂抽出，然后将塑料膜去除；
气体处理剂由2％的二氧化氮，1％的臭氧，1％的氟气，21％氦气，25％氮气，25％氖气及25％氩气混合而成。
c补口表面防腐
补口表面气体处理后，在去掉塑料密封膜后的10分钟内涂刷防腐涂料中的底漆，金属区域的涂层厚度为500微米、PE区域的涂层厚度为300微米，涂刷过程中用湿膜测厚仪检测湿膜厚度，涂料涂装完毕后，在涂料表面缠上一层高强玻璃纤维布，高强玻璃纤维布为不含蜡的无碱玻璃纤维布，其单位面积质量为260g/m2，径向与纬向拉伸断裂强力为180N/25mm；然后再在高强玻璃纤维布表面再涂上一层涂料面漆，涂装完毕后整个防腐层厚度为1500微米。
所述气体处理剂中的氮气也可由氦气、氖气或氩气替换使用，或者将氦气、氮气、氖气、氩气混合使用。

Claims (3)

1.一种环氧玻纤增强管道补口方法，其工艺步骤如下：
a.补口表面喷砂处理：
将补口表面金属物体表面进行垂直喷砂处理到Sa2.5级或手工打磨处理到St3.0级，表面粗糙度达到40-80微米，沿管道轴向方向距裸露金属与PE交界处至少5cm以内的PE表面进行喷砂或手工打磨处理，处理后的金属和PE表面用高压空气或采用刷子手工清扫方法吹扫干净；
b.补口表面气体处理：
用塑料膜和胶带将表面处理后的补口区域密封，密封时须确保密封区域内有一定的空间并确保无漏气处，将气体处理剂注入密封的区域内，保持一段时间，气体处理剂注入后保持5-10分钟后，用尾气处理装置将密封区域内的处理剂抽出，然后将塑料膜去除；
c补口表面防腐
补口表面气体处理后，在去掉塑料密封膜后的10分钟内涂刷防腐涂料中的底漆，金属区域的涂层厚度不低于500微米、PE区域的涂层厚度不低于300微米，涂刷过程中应随时用湿膜测厚仪检测湿膜厚度，涂料涂装完毕后，在涂料表面缠上一层高强玻璃纤维布，高强玻璃纤维布表面再涂上一层涂料面漆，涂装完毕后整个防腐层厚度不低于1500微米。
2.根据权利要求1所述的环氧玻纤增强管道补口方法，其特征在于：所述步骤c中所使用的防腐涂料为双组分无溶剂液体环氧涂料，包括环氧类、聚氨酯类极性涂料。
3.根据权利要求1所述的环氧玻纤增强管道补口方法，其特征在于：所述步骤c中所使用的高强玻璃纤维布为不含蜡的无碱玻璃纤维布，其单位面积质量为200-300g/m2，径向与纬向拉伸断裂强力不低于180N/25mm。
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